Почему воздух над долиной По то теплеет, то холодает ✎

Оригинал: "Temperature variability over the Po Valley, Italy, according to radiosounding data"
· Boyan Hristozov Petkov
arXiv:1410.8081 · 2014-10-29 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Учёные 22 года запускали шары с приборами и выяснили, что температура воздуха до высоты 20 км меняется в ритме далёких океанов и полярных ветров.

Каждый день, утром и вечером, с маленькой станции в Италии в небо уходит белый шар. Он поднимается на двадцать километров и по дороге записывает, как меняется температура воздуха. За двадцать два года таких записей накопилось столько, что из них можно составить книгу толщиной в три метра. Учёные прочитали эту книгу и нашли в ней удивительную закономерность: воздух над долиной По дышит в такт с далёкими океанами и полярными ветрами.

Оказалось, что главный ритм этого дыхания задают волны, которые рождаются в тропиках и у полюсов. Они похожи на невидимые руки, которые то сжимают, то отпускают воздушный столб над Италией. Когда в тропиках теплеет, над долиной По через несколько недель тоже становится теплее, но только до высоты примерно десяти километров. Выше, в холодном слое атмосферы, всё наоборот: там в это время холодает. Так работает граница между слоями, которую называют тропопаузой.

Тропопауза — это как потолок в комнате: ниже него воздух тёплый и перемешанный, выше — холодный и спокойный. Когда в нижнем слое теплеет, верхний слой остывает, и наоборот.

Есть и более медленные ритмы, которые длятся годами. Самый заметный из них связан с Эль-Ниньо — тёплым течением в Тихом океане. Когда там вода теплеет, через несколько месяцев это отзывается в итальянском небе. Учёные смогли это увидеть, потому что не просто смотрели на графики, а разложили их на простые повторяющиеся узоры, как музыку на ноты. Раньше было понятно, что глобальные колебания влияют на погоду в Европе, но никто не знал, как именно это происходит на разной высоте. Теперь ясно: нижние слои слушаются тропиков, а верхние — полюсов и солнца.

Это знание помогает проверять компьютерные модели климата. Если модель не воспроизводит такой ритм, значит, она ошибается. А для обычных людей это означает, что аномально тёплая зима в Италии — не просто случайность, а отголосок событий за тысячи километров.

Станция Сан-Пьетро-Капофьюме расположена всего в 11 метрах над уровнем моря, но её радиозонды поднимаются до 20 км, что в 1800 раз выше точки запуска. За 22 года накоплено более 16 000 профилей температуры, которые уместились бы в книгу толщиной около 3 метров, если бы каждый профиль занимал страницу.

Понятия
североатлантическая осцилляция атлантическая мультидекадная осцилляция естественная изменчивость эль-ниньо декадная изменчивость океанический индекс нино эмпирическая ортогональная функция энсо аномалия температуры многомерный индекс ЭНСО сезонный цикл ла-нинья комнатная температура климат тропосфера относительный они ERSST распространение экваториальных волн объём тёплой воды диполь индийского океана